CN105295986A - 生物质制造液态烃产品的装置及工艺 - Google Patents

生物质制造液态烃产品的装置及工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN105295986A
CN105295986A CN201510659242.6A CN201510659242A CN105295986A CN 105295986 A CN105295986 A CN 105295986A CN 201510659242 A CN201510659242 A CN 201510659242A CN 105295986 A CN105295986 A CN 105295986A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
synthesis
liquid hydrocarbon
hydrocarbon product
volume
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510659242.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105295986B (zh
Inventor
宋侃
金家琪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan Kaidi Engineering Technology Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Wuhan Kaidi Engineering Technology Research Institute Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan Kaidi Engineering Technology Research Institute Co Ltd filed Critical Wuhan Kaidi Engineering Technology Research Institute Co Ltd
Priority to CN201510659242.6A priority Critical patent/CN105295986B/zh
Publication of CN105295986A publication Critical patent/CN105295986A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105295986B publication Critical patent/CN105295986B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

本发明公开了生物质制造液态烃产品的装置，它包括气化装置、气体净化装置和气体合成装置，气化装置的输入端为生物质燃料输入端，气化装置的粗合成气输出端通过粗合成气输送管道连接气体净化装置的输入端，气体净化装置的精制合成气输出端连接气体合成装置的输入端，气体合成装置的输出端为液态烃输出端，气体合成装置的循环气输出端接入粗合成气输送管道。本发明取消了现有工艺方法中的水煤气变换工序，并使其满足费托合成反应的需求，从而实现生物质可再生能源的绿色高效利用。

Description

生物质制造液态烃产品的装置及工艺
技术领域
本发明涉及费托合成生产液态烃产品技术领域，具体的说涉及一种生物质制造液态烃产品的装置及工艺。
背景技术
费托合成是将煤、天然气等化石能源或生物质等可再生能源转化形成的合成气在催化剂作用下生成液态烃产品的过程，在降低对石油路线能源和化学品生产依存度以及清洁能源利用方面有着重要作用。
以生物质为原料生产的粗合成气中H2/CO体积比普遍偏低，一般采用的工艺路线是粗合成气先经水煤气变换调节，再经脱碳工序脱除CO2以使其中的H2/CO体积比大约等于2，从而满足费托合成生产的要求。
中国专利CN1354779A、CN1761734A分别公布了一种用于费托合成生产液态烃产品的工艺方法，但未对原料合成气的低H2/CO体积比的有效处理给予关注。
中国专利CN200610140020.4公布了一种两段式费托合成的工艺方法，其中，主要是将利用碱洗法脱除CO2后的费托合成尾气与原料气混合，再经水煤气变换和脱碳工序处理，作为费托合成反应入口合成气的过程。该方法中存在水煤气变换工序。
中国专利CN200310108146.X公布了一种合成气生产液态烃产品的工艺，该工艺采取两级装置费托合成，第一级费托合成装置生产的惰性气体将会在第二级装置中累积，导致在实际操作中必须通过加大第二级装置的尾气排放量以降低第二级装置中循环气体中惰性气体的浓度以维持操作，降低了整个系统的经济性。该专利中未对原料合成气的低H2/CO体积比有效处理给予关注。
中国专利CN101979468A提出了将排放尾气送至二氧化碳重整装置，使富甲烷的不凝尾气与来自脱碳工序的二氧化碳发生重整反应生成合成气，所得合成气返回与原料合成气混合后，再经水煤气变换调节H2/CO体积比、脱碳分离出二氧化碳后作为费托合成反应入口合成气。该方法中依然存在水煤气变换工序。
综上所述，水煤气变换工序是费托合成生产液态烃产品工艺方法中普遍采用的一个环节，但水煤气变换工艺复杂，设备投资较高，降低了整个装置的经济性。目前还没有一种有效的工艺方法解决这些问题。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种生物质制造液态烃产品的装置及工艺，本发明取消现有工艺方法中的水煤气变换工序，并使其满足费托合成反应的需求，从而实现生物质可再生能源的绿色高效利用。
为实现此目的，本发明所设计的生物质制造液态烃产品的装置，它包括气化装置、气体净化装置和气体合成装置，所述气化装置的输入端为生物质燃料输入端，气化装置的粗合成气输出端通过粗合成气输送管道连接气体净化装置的输入端，气体净化装置的精制合成气输出端连接气体合成装置的输入端，气体合成装置的输出端为液态烃输出端，气体合成装置的循环气输出端接入粗合成气输送管道，气体合成装置还具有尾气排放口。
一种利用上述生物质制造液态烃产品的装置制造液态烃产品的方法，它还包括如下步骤：
步骤1：生物质燃料经气化装置生成粗合成气；
步骤2：将步骤1获得的粗合成气和气体合成装置的循环气输出端输出的循环气混合后送至气体净化装置，气体净化装置脱除粗合成气与循环气的混合气中所含的水分、CO2及杂质，得到符合气体合成装置要求的精制合成气；
步骤3：将步骤2获得的精制合成气送入气体合成装置，在气体合成装置内精制合成气在费托合成催化剂的催化下发生费托合成反应生成液态烃产品；
步骤4：气体合成装置产生的排放尾气的70～95％作为循环气，与步骤1中的粗合成气混合重新送入气体净化装置。
本发明设计的上述装置和方法，由于省去了水煤气变换工序，减少了流程的复杂度，实现了采用生物质制造低H2/CO比合成气，不需要经历水煤气变换工序调整H2/CO比，而只需简单脱除其中的杂质、CO2及水分即可进入合成装置，参与费托合成反应，减少了投资，简化了流程，降低了能耗，使操作更加简单。另外，本发明取消了现有工艺方法中的水煤气变换工序，并使其满足费托合成反应的需求，从而实现生物质可再生能源的绿色高效利用。本发明尤其适用于小规模生物质制造液态烃产品的应用场合。
附图说明
图1为本发明的结构框图。
其中，1—气化装置、2—气体净化装置、3—气体合成装置、4—粗合成气输送管道、
具体实施方式
以下结合体实施例对本发明作进一步的详细说明：
一种生物质制造液态烃产品的装置，如图1所示，它包括气化装置1、气体净化装置2和气体合成装置3，所述气化装置1的输入端为生物质燃料输入端，气化装置1的粗合成气输出端通过粗合成气输送管道4连接气体净化装置2的输入端，气体净化装置2的精制合成气输出端连接气体合成装置3的输入端，气体合成装置3的输出端为液态烃输出端，气体合成装置3的循环气输出端接入粗合成气输送管道4。气体合成装置3还具有尾气排放口。
上述技术方案中，所述气体合成装置3的操作温度范围为150～300℃。该温度范围下本装置有最佳的产率。
上述技术方案中，所述气体合成装置3的操作压力范围为2～4MPa。该压力范围下本装置有最佳的产率。
上述技术方案中，所述气体合成装置3的循环气输出端输出的循环气体积占气体合成装置3排放尾气体积的70～95％。该范围下本装置的产率最佳。
一种利用上述生物质制造液态烃产品的装置制造液态烃产品的方法，它还包括如下步骤：
步骤1：生物质燃料经气化装置1生成粗合成气；
步骤2：将步骤1获得的粗合成气和气体合成装置3的循环气输出端输出的循环气混合后送至气体净化装置2，气体净化装置2脱除粗合成气与循环气的混合气中所含的水分、CO2及杂质(杂质包括硫化物、氮氧化合物、金属化合物、或其他会导致费托合成催化剂失活或导致费托合成效能降低的物质)，得到符合气体合成装置3要求(要求为H2与CO的体积比范围为0.8～1.2)的精制合成气；
步骤3：将步骤2获得的精制合成气送入气体合成装置3，在气体合成装置3内精制合成气在费托合成催化剂(费托合成催化剂为配有金属助剂的铁基或钴基，该催化剂适用于步骤2出口精制合成气内H2与CO体积比的范围)的催化下发生费托合成反应生成液态烃产品；所述的液态烃产品，通常包括石脑油、柴油和费托蜡，通过进一步处理，还可以获得柴油、航空煤油、乙烯、丙烯等多种产品。
步骤4：气体合成装置3产生的排放尾气(排放的尾气包括CO、H2、N2、CO2和CH4)体积的70～95％作为循环气，与步骤1中的粗合成气混合重新送入气体净化装置2。
上述技术方案的步骤3采用的反应器形式通常为固定床、流化床、循环流化床或浆态床。
上述技术方案中，所述步骤1中的粗合成气内的H2与CO的体积比范围为0.8～1.2。
上述技术方案中，所述步骤2中的精制合成气内H2与CO的体积比范围为1.0～1.8，精制合成气内的有效合成气H2和CO的体积占精制合成气总气体体积的40～80％；
上述技术方案中，步骤3所述的气体合成装置3内精制合成气生成液态烃产品的过程中，所述气体合成装置3的操作温度范围为150～300℃，所述气体合成装置3的操作压力范围为2～4MPa。
优选的，所述步骤2中的精制合成气内H2与CO的体积比范围为1.5～1.8，精制合成气内的有效合成气H2与CO的体积占精制合成气总气体体积的60～80％。
更优选的，步骤1中的粗合成气中，H2与CO的体积比为1.2；
步骤2中的精制合成气内H2与CO的体积比为1.8，精制合成气内的有效合成气H2与CO的体积占精制合成气总气体体积的80％；
步骤3中气体合成装置3内精制合成气生成液态烃产品的过程中，气体合成装置3的操作温度为280℃，气体合成装置3内的操作压力为3Mpa。
上述技术方案中，所述循环气与粗合成气的体积比为2.5～3.5:1。
以上各个参数范围均对应本装置的最佳产率。
实施例1：
生物质燃料制造的粗合成气组成如表1所示，H2/CO体积比为0.8：
表1生物质制造的粗合成气组成
组成 体积含量v％
H2 34
CO 42
CO2 19
CH4 2
N2 3
主要工艺操作条件设定如下：
1、循环气与粗合成气的混合体积比为3.5:1；
2、费托合成反应器(气体合成装置3)操作温度为250℃；
3、费托合成反应器操作压力为2.5Mpa。
气体合成装置3所需精制合成气中H2与CO体积比为1.2，精制合成气中有效合成气H2和CO(H2+CO)的体积占精制合成气总气体体积的50％；
每吨生物质燃料可生产液态烃产品为53kg。
实施例2：
生物质燃料制造的粗合成气组成如表2所示，H2/CO体积比为0.9：
表2生物质制造的粗合成气组成
组成 体积含量v％
H2 36
CO 40
CO2 20
CH4 2
N2 2
主要工艺操作条件设定如下：
1、循环气与粗合成气的混合体积比为2.5:1；
2、费托合成反应器(气体合成装置3)操作温度为270℃；
3、费托合成反应器操作压力为3.5Mpa；
气体合成装置3所需精制合成气中H2与CO体积比为1.1，精制合成气中有效合成气H2和CO(H2+CO)的体积占精制合成气总气体体积的45％；
每吨生物质可生产液态烃产品为56kg。
实施例3：
生物质燃料制造的粗合成气组成如表3所示，H2/CO体积比为1.0：
表3生物质制造的粗合成气组成
组成 体积含量v％
H2 37
CO 37
CO2 20
CH4 2
N2 4
主要工艺操作条件设定如下：
1、循环气与粗合成气的混合体积比为2.8:1；
2、费托合成反应器(气体合成装置3)操作温度为280℃；
3、费托合成反应器操作压力为3.0Mpa。
气体合成装置3所需精制合成气中H2与CO体积比为1.4，精制合成气中有效合成气H2和CO(H2+CO)的体积占精制合成气总气体体积的55％；
每吨生物质燃料可生产液态烃产品为59kg。
实施例4：
生物质燃料制造的粗合成气组成如表4所示，H2/CO体积比为1.1：
表4生物质制造的粗合成气组成
组成 体积含量v％
H2 40
CO 36
CO2 21
CH4 1
N2 2
主要工艺操作条件设定如下：
1、循环气与粗合成气的混合体积比为3:1；
2、费托合成反应器(气体合成装置3)操作温度为260℃；
3、费托合成反应器操作压力为3.2Mpa。
气体合成装置3所需精制合成气中H2与CO体积比为1.6，精制合成气中有效合成气H2和CO(H2+CO)的体积占精制合成气总气体体积的65％；
每吨生物质燃料可生产液态烃产品为62kg。
实施例5：
生物质燃料制造的粗合成气组成如表5所示，H2/CO体积比为1.2：
表5生物质制造的粗合成气组成
组成 体积含量v％
H2 43
CO 36
CO2 18
CH4 1
N2 2
主要工艺操作条件设定如下：
1、循环气与粗合成气的混合体积比为3:1；
2、费托合成反应器(气体合成装置3)操作温度为300℃；
3、费托合成反应器操作压力为4Mpa。
气体合成装置3所需精制合成气中H2与CO体积比为1.8，精制合成气中有效合成气H2和CO(H2+CO)的体积占精制合成气总气体体积的80％；
每吨生物质燃料可生产液态烃产品为65kg。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (12)

1.一种生物质制造液态烃产品的装置，其特征在于：它包括气化装置(1)、气体净化装置(2)和气体合成装置(3)，所述气化装置(1)的输入端为生物质燃料输入端，气化装置(1)的粗合成气输出端通过粗合成气输送管道(4)连接气体净化装置(2)的输入端，气体净化装置(2)的精制合成气输出端连接气体合成装置(3)的输入端，气体合成装置(3)的输出端为液态烃输出端，气体合成装置(3)的循环气输出端接入粗合成气输送管道(4)，气体合成装置(3)还具有尾气排放口。
2.根据权利要求1所述的生物质制造液态烃产品的装置，其特征在于：所述气体合成装置(3)的操作温度范围为150～300℃。
3.根据权利要求1或2所述的生物质制造液态烃产品的装置，其特征在于：所述气体合成装置(3)的操作压力范围为2～4MPa。
4.根据权利要求1所述的生物质制造液态烃产品的装置，其特征在于：所述气体合成装置(3)的循环气输出端输出的循环气体积占气体合成装置(3)排放尾气体积的70～95％。
5.一种利用权利要求1所述生物质制造液态烃产品的装置制造液态烃产品的方法，其特征在于，它还包括如下步骤：
步骤1：生物质燃料经气化装置(1)生成粗合成气；
步骤2：将步骤1获得的粗合成气和气体合成装置(3)的循环气输出端输出的循环气混合后送至气体净化装置(2)，气体净化装置(2)脱除粗合成气与循环气的混合气中所含的水分、CO2及杂质，得到符合气体合成装置(3)要求的精制合成气；
步骤3：将步骤2获得的精制合成气送入气体合成装置(3)，在气体合成装置(3)内精制合成气在费托合成催化剂的催化下发生费托合成反应生成液态烃产品；
步骤4：气体合成装置(3)产生的排放尾气体积的70～95％作为循环气，与步骤1中的粗合成气混合重新送入气体净化装置(2)。
6.根据权利要求5所述的制造液态烃产品的方法，其特征在于：所述步骤1中的粗合成气内的H2与CO的体积比范围为0.8～1.2。
7.根据权利要求5所述的制造液态烃产品的方法，其特征在于：所述步骤2中的精制合成气内H2与CO的体积比范围为1.0～1.8，精制合成气内的有效合成气H2与CO的体积占精制合成气总气体体积的40～80％。
8.根据权利要求5所述的制造液态烃产品的方法，其特征在于：所述步骤2中的精制合成气内H2与CO的体积比范围为1.5～1.8，精制合成气内的有效合成气H2和CO的体积占精制合成气总气体体积的60～80％。
9.根据权利要求5所述的制造液态烃产品的方法，其特征在于：步骤3所述的气体合成装置(3)内精制合成气生成液态烃产品的过程中，所述气体合成装置(3)的操作温度范围为150～300℃，所述气体合成装置(3)的操作压力范围为2～4MPa。
10.根据权利要求5所述的制造液态烃产品的方法，其特征在于：步骤1中的粗合成气中，H2与CO的体积比为1.2；
步骤2中的精制合成气内H2与CO的体积比为1.8，精制合成气内的有效合成气H2与CO的体积占精制合成气总气体体积的80％；
步骤3中气体合成装置(3)内精制合成气生成液态烃产品的过程中，气体合成装置(3)内的温度为280℃，气体合成装置(3)内的压力为3Mpa。
11.根据权利要求5所述的制造液态烃产品的方法，其特征在于：所述步骤3中，费托合成催化剂为配有金属助剂的铁基或钴基
12.根据权利要求5所述的制造液态烃产品的方法，其特征在于：所述循环气与粗合成气的体积比为2.5～3.5:1。
CN201510659242.6A 2015-10-13 2015-10-13 生物质制造液态烃产品的装置及工艺 Active CN105295986B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510659242.6A CN105295986B (zh) 2015-10-13 2015-10-13 生物质制造液态烃产品的装置及工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510659242.6A CN105295986B (zh) 2015-10-13 2015-10-13 生物质制造液态烃产品的装置及工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105295986A true CN105295986A (zh) 2016-02-03
CN105295986B CN105295986B (zh) 2017-05-03

Family

ID=55193830

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510659242.6A Active CN105295986B (zh) 2015-10-13 2015-10-13 生物质制造液态烃产品的装置及工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105295986B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107557075A (zh) * 2017-10-23 2018-01-09 武汉凯迪工程技术研究总院有限公司 生物质间接液化制合成油工艺及其系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101747127A (zh) * 2008-12-18 2010-06-23 中国石油化工股份有限公司 一种固定床费托合成方法
CN102703107A (zh) * 2012-06-26 2012-10-03 武汉凯迪工程技术研究总院有限公司 一种由生物质生产的合成气制造液态烃产品的方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101747127A (zh) * 2008-12-18 2010-06-23 中国石油化工股份有限公司 一种固定床费托合成方法
CN102703107A (zh) * 2012-06-26 2012-10-03 武汉凯迪工程技术研究总院有限公司 一种由生物质生产的合成气制造液态烃产品的方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107557075A (zh) * 2017-10-23 2018-01-09 武汉凯迪工程技术研究总院有限公司 生物质间接液化制合成油工艺及其系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN105295986B (zh) 2017-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102703107B (zh) 一种由生物质生产的合成气制造液态烃产品的方法
CN103160296B (zh) 一种煤化工热解气化耦合一体化多联产系统及工艺
CN104004547B (zh) 一种煤气化与煤焦化联供联产系统及方法
US20170145320A1 (en) Residue slurry bed hydrocracking method and device
CN102649683B (zh) 水煤浆炉处理鲁奇气化废水联合气化生产甲醇的方法
EP2865731B1 (en) Method for fischer-tropsch synthesis and for utilizing exhaust
CN111320528B (zh) 一种钢厂尾气综合利用制乙醇的方法及系统
CN104177227A (zh) 焦炉气和煤气制甲醇联产天然气的方法
CN103804138B (zh) 一种焦炉煤气制甲醇工艺
CN102660330B (zh) 一种以煤炭、石油、天然气、盐为原料联产多种化工产品的方法
CN104709876A (zh) 利用零碳或负碳排放系统制备合成气的工艺方法
CN102659076B (zh) 一种以天然气、煤和石油为原料联产多种化工产品的方法
CN102180767A (zh) 煤和天然气联合生产甲醇、氨和醋酸的方法及装置
CN110862839A (zh) 一种煤制天然气联产甲醇的系统及方法
CN113214861A (zh) 一种煤焦油悬浮床耦合固定床加氢裂化工艺及装置
CN105295986A (zh) 生物质制造液态烃产品的装置及工艺
CN201147736Y (zh) 劣质碳氢化合物气化喷嘴
CN202744473U (zh) 一种以煤和天然气为原料制烯烃的多联产装置
CN211921378U (zh) 一种钢厂尾气综合利用制乙醇的系统
CN105176566B (zh) 一种煤基合成油联产lng的方法
CN210595854U (zh) 一种煤气化耦合煤焦化制甲醇联产酸或酯的工艺装置
CN104513679A (zh) 一种焦炉气甲烷化制天然气的新工艺
CN110183301B (zh) 甲醇制丙烯系统及利用其进行开车投料的方法
CN101643221A (zh) 一种利用焦炉气和高炉气联合生产合成氨与甲醇的工艺
CN104152200A (zh) 一种节水型压缩天然气生产系统和生产方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant